Sensoren / Verarbeitungsalgorithmen zur Nachahmung des Geruchssinns eines Menschen

Es wurde viel Forschung betrieben, um elektrische Geräte zu entwickeln, die biologische Sensoren emulieren, darunter:

• Optisch: Kameras, Farb- / Lichtintensitätssensoren
• Auditory: Mikrofone, Ultraschallsensoren
• Taktil: Drucksensoren, Temperatursensoren
• Balance: Gyroskope, Beschleunigungsmesser

Ich habe jedoch noch keinen umfassenden Sensor- / Verarbeitungsalgorithmus gefunden, um Gerüche zu erkennen und zu interpretieren. Natürlich gibt es "olfaktorische" Sensoren, die einem bestimmten Zweck gewidmet sind, wie Kohlenmonoxiddetektoren und andere Detektoren für gefährliche Gase. Ich habe jedoch noch keinen universellen Sensor- / Verarbeitungsalgorithmus gefunden, der Gerüche im Bereich und in der Auflösung einer menschlichen Nase leicht erkennen und interpretieren kann.

Gibt es solche Sensoren / Algorithmen? Wenn ja, was sind sie und wie funktionieren sie? Wenn nicht, was sind die Haupthindernisse für deren Entwicklung?

Die Geruchsbewertung wird normalerweise durch sensorische Analyse des Menschen unter Verwendung von Chemosensoren durchgeführt :

Ein Chemorezeptor, auch als Chemosensor bekannt, ist ein sensorischer Rezeptor, der ein chemisches Signal in ein Aktionspotential umwandelt.

Kürzlich habe ich auch von einem Sensor von Honeywell gehört, der möglicherweise in Smartphones verwendet werden könnte . Diese Sensoren werden auch als elektronische Nasen bezeichnet :

Bioelektronische Nasen verwenden Geruchsrezeptoren - Proteine, die aus biologischen Organismen, z. B. Menschen, kloniert wurden und an bestimmte Geruchsmoleküle binden. Eine Gruppe hat eine bioelektronische Nase entwickelt, die die Signalsysteme nachahmt, mit denen die menschliche Nase Gerüche mit einer sehr hohen Empfindlichkeit wahrnimmt: femtomolare Konzentrationen.

Zu den am häufigsten verwendeten Sensoren für elektronische Nasen gehören

• Metalloxid-Halbleiter-Bauelemente (MOSFET) - ein Transistor zum Verstärken oder Schalten elektronischer Signale. Dies funktioniert nach dem Prinzip, dass Moleküle, die in den Sensorbereich eintreten, entweder positiv oder negativ geladen werden, was sich direkt auf das elektrische Feld im MOSFET auswirken sollte. Das Einbringen jedes zusätzlichen geladenen Teilchens wirkt sich somit auf einzigartige Weise direkt auf den Transistor aus und erzeugt eine Änderung des MOSFET-Signals, die dann von Mustererkennungscomputersystemen interpretiert werden kann. Im Wesentlichen hat jedes nachweisbare Molekül ein eigenes Signal, das ein Computersystem interpretieren kann.
• leitende Polymere - organische Polymere, die Elektrizität leiten.
• Polymerverbundwerkstoffe - ähnlich wie leitende Polymere, jedoch aus nichtleitenden Polymeren unter Zusatz von leitendem Material wie Ruß formuliert.
• Quarzkristall-Mikrowaage - eine Methode zur Messung der Masse pro Flächeneinheit durch Messung der Frequenzänderung eines Quarzkristallresonators. Dies kann in einer Datenbank gespeichert und als zukünftige Referenz verwendet werden.
• Oberflächenwellen (SAW) - eine Klasse mikroelektromechanischer Systeme (MEMS), die auf der Modulation von Oberflächenwellen beruhen, um ein physikalisches Phänomen zu erfassen.